淺談地震斷裂帶的復(fù)雜巖溶地基沖擊成孔灌注樁施工處理

肖瑞玥，王琪茗，王 旭，趙重舉

(成都建工第四建筑工程有限公司，四川成都 610011)

我國巖溶發(fā)育地區(qū)分布較為廣泛，地質(zhì)構(gòu)造與水文地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，因此對(duì)樁基的施工產(chǎn)生影響。由于地下巖體溶蝕強(qiáng)烈，地下水受巖體溶蝕強(qiáng)度、巖體完整性、補(bǔ)給量及地形地貌不同，分布不均勻等因素影響，給灌注樁施工帶來許多的困難。而在這些復(fù)雜的巖溶地基上進(jìn)行沖擊成孔灌注樁施工的處理對(duì)策，不僅直接影響到施工工期，同時(shí)對(duì)工程質(zhì)量、安全和造價(jià)也有著相應(yīng)的影響。因此，對(duì)于溶洞、溶溝、溶槽等現(xiàn)象的處理是灌注樁施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1 工程概況

本工程各棟建筑物地下室1層，地上1～33層不等。其中綜合樓、影城及忠莊河周邊區(qū)域住宅(A2-2區(qū))基礎(chǔ)形式為混凝土灌注樁+承臺(tái)。樁端持力層為中風(fēng)化石灰?guī)r、中風(fēng)化角礫巖、中風(fēng)化石灰?guī)r(溶孔發(fā)育)。

1.1 地形地貌

場(chǎng)地為溶蝕緩丘地貌，地勢(shì)起伏較大。最高處為西南角，最低處為東側(cè)靠近忠莊河岸邊。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

本工程場(chǎng)地處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)遵義斷拱內(nèi)，分屬于畢節(jié)北東向與鳳崗北北東向兩個(gè)構(gòu)造變形區(qū)，南北向構(gòu)造帶忠莊向斜東翼。出露地層主要為三疊系下統(tǒng)茅草鋪組(Tm)淺灰、至暗灰、灰黃色中至厚層狀粉～細(xì)晶灰?guī)r，時(shí)夾巖屑角礫巖。

2 沖擊成孔灌注樁施工難點(diǎn)

沖擊成孔灌注樁的施工大部分是在地面以下進(jìn)行，其施工過程無法直接進(jìn)行觀察，是最容易出現(xiàn)質(zhì)量和安全問題的一種基礎(chǔ)形式。沖孔灌注樁施工以巖溶地區(qū)施工難度最大，由于巖溶形態(tài)、充填物、地下水流動(dòng)的狀態(tài)不同，施工中會(huì)顯現(xiàn)出多種多樣的復(fù)雜工況，突出表現(xiàn)為塌孔、斜孔、梅花孔、鋼筋籠上浮、樁底沉渣太厚和混凝土灌注質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求等，因此巖溶地區(qū)的樁基工程，從勘察設(shè)計(jì)開始，到施工檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)，都需加強(qiáng)監(jiān)控。

3 溶洞、溶溝等現(xiàn)象的判定

當(dāng)碰到地下溶洞、溶槽或地下河時(shí)，會(huì)因泥漿漏失而樁孔內(nèi)泥漿面驟然下降。

在沖孔施工時(shí)，由于沖擊擠壓黏土造壁作用下，部分溶洞得到暫時(shí)的封閉，沖孔時(shí)不會(huì)產(chǎn)生漏漿現(xiàn)場(chǎng)。但是澆灌混凝土?xí)r，在混凝土的自由落差產(chǎn)生的沖擊力作用下，導(dǎo)致之前被擠壓的黏土孔壁破裂，造成混凝土大量流失。

4 沖孔灌注樁施工溶洞處理的方法

巖溶地區(qū)的巖體表面發(fā)育著溶洞、溶溝、溶槽等現(xiàn)象，可依據(jù)勘察報(bào)告分析后進(jìn)行施工。若在勘察報(bào)告不明確的情況下，可以先采用超前鉆，在樁基施工前查明每個(gè)樁位的地層結(jié)構(gòu)及分部特征，樁內(nèi)的溶洞分布、大小及填充情況，并查出溶洞頂板的埋深及厚度。

4.1 一般溶洞處理方法

(1)當(dāng)溶洞較小時(shí)，可采取泥漿護(hù)壁方式。本工程主要為黏土地層，泥漿可在回轉(zhuǎn)和沖擊攪動(dòng)下自然形成泥漿。沖孔時(shí)應(yīng)隨時(shí)測(cè)定和控制泥漿密度，如遇較好黏土層，可在孔內(nèi)注滿清水，通過上下沖擊使泥漿易于上護(hù)壁。對(duì)所挖槽的墻壁施壓，使深槽的墻壁上形成一層不透水的泥皮，將其固定住并保持深槽不變形。

(2)采用正常成孔方法施工，當(dāng)鉆穿溶洞導(dǎo)致漏漿時(shí)，反復(fù)投入黃土和片石，利用鉆頭沖擊將黃土和片石擠入溶洞和巖溶裂隙中，還可摻入水泥、燒堿和鋸末等，以增加孔壁的自穩(wěn)能力。

4.2 大型溶洞處理方法

4.2.1 施工過程中注意觀察孔口泥漿的變化，若排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡，護(hù)筒內(nèi)的水位突然下降，這些都是塌孔的跡象，發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象時(shí)應(yīng)立即停止施工，采取措施后方可繼續(xù)施工。

(1)可在沖孔過程中適當(dāng)提升泥漿濃度，需要對(duì)泥漿進(jìn)行儲(chǔ)備以便于漏漿時(shí)及時(shí)補(bǔ)漿。若漏漿量過大，補(bǔ)漿不能達(dá)到止漏的目的，可先加入一些黏土加片石拌合物。在沖孔時(shí)采用小沖程沖壓，形成泥漿碎石護(hù)壁，填補(bǔ)滲漏的地方。

(2)在套入護(hù)筒后，可將孔口處的護(hù)筒進(jìn)行加長處理，使護(hù)筒頂部高出地面50 cm左右,避免孔口處發(fā)生漏漿現(xiàn)象，用黏土把護(hù)筒四周填實(shí)，使孔內(nèi)泥漿面保持在護(hù)筒以內(nèi)。

(3)對(duì)于漏漿嚴(yán)重的開放性溶洞、溶槽，可以采用雙套鋼護(hù)筒進(jìn)行封閉，即一套孔口護(hù)筒，另一套封閉深部巖溶。

4.2.2 為避免偏孔或斜樁，在施工過程中需密切注意鉆具的狀態(tài)，不使用偏心過大的錘，定時(shí)檢查樁錘，發(fā)現(xiàn)錘齒磨損嚴(yán)重時(shí)及時(shí)更換；注意泥漿循環(huán)，泥漿比重要適宜；樁機(jī)架下面要穩(wěn)固，防止樁機(jī)架在施工過程中移動(dòng)，傾斜。

4.2.3 在混凝土澆灌時(shí)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，應(yīng)密切觀察混凝土坍落度，通過控制混凝土的和易性、坍落度等指標(biāo)，保證符合設(shè)計(jì)和施工要求。

4.3 處理效果

通過采用上述幾種處理方法，有效地遏制了孔內(nèi)漏漿而引起的塌孔、偏孔和斜樁等現(xiàn)象，減少了漏漿次數(shù)，加快了施工進(jìn)度，同時(shí)也減少了混凝土超灌量，效果十分顯著。

5 結(jié)束語

巖溶地區(qū)的樁基施工情況較為復(fù)雜，處理難度大，因此，為避免遇到突發(fā)事故，施工前要分析各種復(fù)雜條件，做好充分的準(zhǔn)備工作。要盡量探明樁基的地質(zhì)情況，制定相應(yīng)的應(yīng)急處理預(yù)案和安全質(zhì)量保證措施，并根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和地質(zhì)構(gòu)造特征制定合理的施工方案，避免對(duì)工程質(zhì)量及工期、人員安全造成影響。